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无线电电子与电气工程百科全书 汽车低音炮。 第3部分.无线电电子电气工程百科全书
隧道尽头的声音 “Volodya，你将在仓库 - 为狂热者抢占端口......”（在莫斯科的一个装置工作室中无意中听到） （当 AvtoZvuk 还很小，坐在 Salon AV 的羽翼下时，出版了有关低音炮三部曲的前两部分 - 关于 期待什么 来自不同类型的声学设计和 如何选择 封闭箱式扬声器。 那些思考生活的人中的很大一部分决定以理解的方式对待他们的汽车的低音武器，原则上，这已经可以做到了。 但不是所有的。 因为至少还有一种极其流行的声学设计类型，其流行程度并不亚于封闭式盒子。 （国内文献中的相位逆变器、低音反射、端口盒、通风盒-英文-所有这些，实际上是亥姆霍兹谐振器思想的声音工程实现。这个想法很简单-封闭的体积是使用含有一定质量空气的孔与周围空间相连。这就是这种质量的存在——正是空气柱，根据奥斯塔普·本德的说法，它会给任何工人施加压力，并且当亥姆霍兹谐振器处于工作状态时会产生奇迹。在这里，一个以德国物理学家命名的棘手事物获得了隧道（在资产阶级港口或通风口）的平淡名称。 相位逆变器如何工作？ 为什么扬声器外壳上存在一定尺寸的整齐孔会极大地影响整个乐团的工作？ 正如已经提到的，顺便说一下，在这幅史诗般的画布的前面部分中，反相器隧道用于将扬声器箱内发生的声波延迟严格定义的时间，并以与扬声器创建的相同相位向外释放。 “前”侧。 在这里，在野外，他们会结合分贝并敲击耳朵（通过正确的计算），这样就显得不够。 事实上，这就是为什么他们喜欢相位逆变器 - 与封闭箱相比，它提高了效率。 但不仅如此。 如果没有信号保真度的支持，暴力破解就不是一个论点。 这里我们指的是反相器的另一个更重要的特征——它能够以明显较低的扩散器振荡幅度产生所需的声压。 这听起来有些自相矛盾。 大家都知道，扩散器后面存在一个封闭的体积，可以抑制扩散器的振动，那么为什么在“泄漏”的情况下它们会突然变小呢？ 正如所说，因为质量。 这就是为什么逆变器外壳上的孔被制成相当长的隧道 - 换句话说，是为了在内部保持一定量的空气。 在相对较高的频率（高于 200 Hz）下，隧道中气团的惯性使其在声学上完全不透明。 就好像完全被封锁了一样。
频率较低时，隧道中的气穴开始活跃并移动，因为盒子内的压力脉动从后面推动它。 气团的惯性导致它不会随着作用在其上的波浪而及时移动，而是会发生一些移动。 这种偏移同相达到 180 度，即开始与从扩散器背面发出的某一频率的声波异相，该频率称为低音反射调谐频率。
在这里，扬声器的几乎所有努力都用于摇动隧道内难以控制的气团，因此几乎没有留下任何自然振荡，并且扩散器振荡的幅度也很小。 （而且声音传来了，那是怎样的声音啊！只不过在这个频率下，几乎全部都是从隧道里传来的）。 由于正是锥体振荡的大幅值引起了耳朵明显的失真，因此声音方面的情况是最有利的。 然而，即使频率更低，情况也开始变得更糟。对于非常缓慢的低频振荡，隧道中的空气质量不再是惯性，扩散器的背面将其像一个泵一样来回泵送。泵。
在这种情况下，会出现一种情况，就好像扬声器根本没有安装在外壳中一样，也就是说，来自扩散器后部的波和来自前部的波反相相遇并在很大程度上相互吞噬，就像正常的声学短路一样电路。 因此，低于调谐频率时，相位逆变器的输出下降速度是封闭箱输出的两倍。 然而，更糟糕的是 - 扩散器不再减慢任何东西，并且其在非常低频率下的振荡幅度开始灾难性地增长。 一些通常是纯种的分频器和放大器上的亚音速滤波器几乎专门用于抵消这种低音反射的坏习惯。 那么，通过选择反相器作为我们项目的声学设计，我们到底能得到什么？ （（我想立即警告您 - 无需计算机程序即可计算逆变器，并且有计算公式和列线图。但是，在第三个千年的门槛上，我无法证明这种方法是其他方法比受虐狂。 这是一张解释（几乎）一切的图片。 以一个10英寸扬声器为例，其参数适合安装在倒相器中，以及安装在最适合其的倒相器（20升，调谐至42 Hz）和模拟相同体积的封闭盒子。
当然，两条黑色曲线的上方是我们的。 与封闭的盒子相比，在低于约 150 Hz 的整个频段上，输出要高得多。 “本质上”是什么意思？ 看一下：在 60 Hz 的频率下，差异约为 4 dB。 而这相当于将放大器的功率增加了2,5倍。 也就是说，对于一个适度的 100 瓦放大器，这样的低音炮将发挥作用，就好像连接了 250 瓦放大器一样。 为了同样的钱。 但从描述扩散器振荡幅度对频率的依赖性的红色曲线来看，我们的曲线较低。 就在大部分低音能量集中的地方（低于 100 Hz），振幅开始下降，并且仍然比封闭箱中低得多，尽管产生的声压是封闭箱中的两倍！ 在封闭的盒子中，振荡幅度稳定增长，并且当应用指定为最大的功率时，它已经超出工作范围（红色虚线）达到 70 Hz，低于它通常是一场灾难。 正是在那里，伴随着低音音符的熟悉的规则才会产生。 在反相器处，幅度的恩典持续到大约 30 Hz，并且幅度开始不知疲倦地增长。 然而，已经几乎没有声音了，因此使用亚音滤波器（如果有的话）“扼杀”这部分频谱是有意义的，并在真正的音频范围内以最小的失真享受影响效率。 “伟大的！” - 一个不耐烦和渴望分贝的读者会惊呼，关闭这些页面并立即去修复他自己的低音炮上的洞。 同志，站住！ 看看接下来会发生什么。 让一切保持不变，我们从 20 升盒子中取出旧扬声器并安装另一个 - 设计用于在封闭的盒子中工作。
他在一个封闭的、原生的盒子里的特性——图表中的底部盒子——非常好。 而改装成反相器后，就会变得像上面那个一样，也就是在50赫兹到100赫兹之间会发出明显的“巴掌”声。 正是由于这种组合的创建，相位逆变器一度获得了侮辱性的绰号“boom-box”（“酒”），后来被正确地用于某种便携式收音机。 两个扬声器有什么区别？ 对于给定的声学设计，两个参数应该保持一定的和谐，否则 - 可以说，为在这里发声的每个人留下希望。 这些参数是谐振频率 Fs 和总品质因数 Qts。 对于“封闭式扬声器”，Fs = 25 Hz，Qts = 0,4。对于“反相器”，Fs = 30 Hz，Qts = 0,3。对于“反相器”，Fs = 62,5 Hz 和 100。看起来差异不是很大，但结果却有显着差异。Fs / Qts立即显示谁是谁：第一个扬声器的值是 100，第二个扬声器的值是 90。规则很简单 - 如果 Fs / Qts 明显小于 100 - 忘记“反相器”这个词。如果接近或更大 -再次记住，忘记封闭的盒子。大约 XNUMX - XNUMX - “暮光区”，在有一定优惠的情况下，您可以使用其中一个和另一个。 但如果你坚持自己的想法，将扬声器推向不寻常的设计，会发生什么呢？ 我们试试吧，只要剧情在纸上、电脑屏幕上展开，那就是“鲜血淋漓，在异国他乡”。 首先，我们将“反相扬声器”放入一个封闭的盒子中，并尝试根据我们拥有的唯一参数（该盒子的音量）进行改变。
图表上有三条曲线。 最平坦的结果是安装在容积为 50 升的盒子中，最陡峭的降到 100 Hz 以下的结果是盒子容积为 10 升。 中间是我们原创的 20 升容量。 我们看到：成交量从不雅的小变化到不切实际的大，但没有好的特征——它要么开始消退太早，要么消退太快。
从下图可以看出，该扬声器为封闭式音箱而生，能够达到最佳音量（中间曲线）或“削减”音量，同时接收相当明显的“嗡嗡声”特征（上方曲线）获得的体积为 10 升）。 反之亦然？ 当在反相器中安装“封闭”扬声器时，是否可以将其设置为获得平坦的频率响应？ 从理论上讲 - 是的，反相器的好处是，在体积恒定的情况下，可以通过改变隧道的直径和长度（实际上 - 当然总是长度）来调整频率。 我们从上面的、绝对糟糕的曲线（体积 20 l，调谐频率 50 Hz）开始实验，并逐渐重建反相器，突然，在 20 Hz 的调谐频率下，我们注意到我们已经达到了一个非常好的结果。曲线（图下方）。
Opanki，现在让我们计算一下需要哪条隧道 - 然后开始吧！ 经过半秒的计算机时间，我们发现，为了将20升的体积调整到20赫兹的频率，需要一个直径为75毫米、长度为1米65厘米的隧道。像微型女士一样高，又不像紧凑型低音炮的细节那么小。 但另一方面，“反相器”扬声器将允许以最小的麻烦（推动管子 - 推动管子）重建频率，不比均衡器差。 该图显示了在 35 至 52 Hz 的隧道调谐频率范围内进行此类活动的结果，这需要 190 至 400 毫米的隧道长度 - 即使在最高值，也不清楚。
在低音炮传奇的下一部分（当然，不是最后一部分 - 主题是无限的，上帝是仁慈的，可能会延长作者的岁月），我们将直接处理我们的计划的实际实施问题- 对于那些想要自己做的人或那些想要能够区分有能力的安装人员的工作和无知的黑客的尝试的人。 同意 - 即使乘坐出租车，知道从索科尔尼基到伊兹麦洛沃的路径以某种方式远离切尔塔诺沃也是有用的...... 作者：Andrey Elyutin，AvtoZvuk； 出版：avtozvuk.com
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